Wolfspeed porta sul mercato il carburo di silicio trasparente e punta anche al calcolo quantistico

Wolfspeed, produttore di carburo di silicio (SiC) quotato al NYSE e noto soprattutto per i semiconduttori di potenza e i wafer di SiC, ha annunciato il 29 ottobre l’introduzione commerciale di quello che chiama carburo di silicio trasparente, o TSiC. L’azienda destina i substrati di grado ottico in primo luogo agli occhiali per la realtà aumentata (AR), ma il suo comunicato stampa indica il calcolo quantistico come secondo mercato importante, segno che i grandi fornitori di materiali vedono nell’hardware quantistico una clientela da conquistare.

Che cosa è stato annunciato

Secondo Wolfspeed, i substrati TSiC sono progettati per un assorbimento ottico molto basso e un’elevata planarità del wafer. L’azienda collega il lancio alla sua lunga esperienza con il materiale, che comprende i primi lavori sui LED e la produzione di wafer semi-isolanti ad alta purezza (HPSI). Wolfspeed afferma di continuare a sviluppare substrati ottici da 200 mm mentre lavora alla tecnologia TSiC da 300 mm per la domanda futura, e di accettare richieste di campioni.

Katrin Feurle, Vice President, Beyond Power di Wolfspeed, ha presentato il prodotto come parte di uno sforzo per portare la proprietà intellettuale dell’azienda nel carburo di silicio oltre il tradizionale business dei semiconduttori di potenza, verso AR, calcolo quantistico e altri mercati emergenti.

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I dettagli tecnici

La pagina di prodotto TSiC indica che i substrati sono disponibili in commercio nei diametri da 150 mm e 200 mm, mentre il 300 mm è in campionatura o su richiesta. I wafer hanno struttura cristallina 4H, sono on-axis, lucidati su entrambi i lati e spessi 500 µm (±20 µm). Le specifiche obiettivo includono un coefficiente di assorbimento non superiore a 0,05 cm⁻¹ tra 450 e 650 nm, una variazione totale di spessore non superiore a 1,5 µm e una rugosità ottica di 1 nm o meno su entrambi i lati. La pagina riporta inoltre che la tecnica di assorbimento ridotto ha ottenuto un brevetto statunitense nel luglio 2024.

Per le applicazioni quantistiche, l’azienda descrive tre ruoli per il 4H-SiC: substrato per il packaging criogenico, piattaforma fotonica a basse perdite e ospite di qubit basati su difetti di spin ingegnerizzati. Il comunicato va oltre, affermando che un singolo cristallo di carburo di silicio può ospitare qubit, preservarne gli stati quantistici e trasmettere informazione quantistica tramite la luce, e che molti materiali alternativi non riescono a combinare tutte queste funzioni.

Perché è importante

I difetti di spin nei cristalli allo stato solido sono uno dei vari approcci per realizzare qubit e sensori quantistici, e attirano interesse perché lo stesso chip può, in linea di principio, contenere il qubit e l’interfaccia ottica usata per collegarlo in rete. Purezza del materiale e perdite ottiche sono centrali in questa idea, per cui l’ingresso di un fornitore con una produzione di wafer consolidata merita attenzione. Per ora Wolfspeed presenta il calcolo quantistico come un uso potenziale: i risultati indipendenti ottenuti su wafer TSiC conteranno quindi più del lancio in sé.

Il caso AR è più sviluppato nel comunicato. Wolfspeed cita l’alto indice di rifrazione, la bassa birifrangenza, la durezza e la conducibilità termica del carburo di silicio come ragioni della sua idoneità per le guide d’onda AR, e riporta il parere di Barry Silverstein dell’Università di Rochester, ex dirigente dell’ottica di Meta Reality Labs, secondo cui un materiale ad alto indice permetterebbe a un unico strato di guida d’onda di sostituire ottiche impilate.

Cosa osservare

Le domande chiave sono se i gruppi che sviluppano hardware quantistico adotteranno i substrati per circuiti fotonici, packaging o lavori sui qubit di spin, e quanto rapidamente la versione da 300 mm passerà dalla campionatura alla produzione in volume. Risultati pubblicati su qubit o perdite fotoniche su wafer TSiC sarebbero il segnale più chiaro di trazione nel quantistico.